Đang tải... (xem toàn văn)
Chương này cung cấp kiến thức về bộ nguồn một chiều chế độ xung cách ly. Nội dung chương này gồm có: Bộ biến đổi DC/DC dạng flyback, bộ biến đổi DC/DC dạng forward, bộ biến đổi DC/DC dạng push-pull, bộ biến đổi DC/DC dạng full-bridge, bộ biến đổi DC/DC đa ngõ ra, bộ biến đổi DC/DC.
CHƯƠNG BỘ NGUỒN MỘT CHIỀU CHẾ ĐỘ XUNG CÁCH LY BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Sơ đồ nguyên lý Flyback BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Các giả thiết : - Điện dung tụ C đủ lớn => điện áp Vo = const - Mạch xác lập, đại lượng áp dòng tuần hòan - Tỳ số đóng D (chu kỳ đóng cắt khóa : T) - Các linh kiện khóa diode lý tưởng BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Nguyên lý vận hành: - S đóng : lượng tích lũy vào Lm - S ngắt : lượng chuyển cho tải BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Khóa S đóng v1 = Vs = Lm diLm dt diLm ∆iLm ∆iLm Vs = = = dt ∆t DT Lm Các phương trình áp dịng : Do : ∆iLm ( ON ) Vs DT = Lm N N v2 = v1 = Vs N1 N1 N2 ≤ vD = −V0 − Vs N1 i2 = i1 = BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Khóa S ngắt => D đóng v2 = −V0 N1 N1 v1 = v2 = −V0 N2 N2 Lm diLm diLm dt N1 = v1 = −V0 dt N2 = ∆iLm ∆t = ∆iLm (1 − D)T Do : =− V0 N1 Lm N ∆iLm ( OFF ) − V0 (1 − D )T N1 = ⋅ Lm N2 BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Khóa S ngắt Các phương trình áp dòng khác: N1 N1 iD = −i1 = iLm N2 N2 N1 vSw = Vs − v1 = Vs + V0 N2 iR = V0 R N1 V0 − iC = iD − iR = iLm N2 R BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Quan hệ áp tải áp nguồn Do mạch xác lập biến thiên dòng qua Lm 0: ∆iLm (ON ) + ∆iLm (OFF ) = D N2 ⇒ V0 = Vs − D N1 BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Giản đồ áp dòng : BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FLYBACK Phân tích dịng qua Lm : Tính dịng trung bình qua Lm Ps = Po V02 Vs I s = R I Lm DT Is = = I Lm D T V02 ⇒ Vs I Lm D = R V02 ⇒ I Lm = Vs DR BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG PUSHPUSH-PULL Khóa Sw2 đóng v p = −Vs v p1 = −Vs Ns vs1 = −Vs N p Ns vs = −Vs N p vSw1 = 2Vs BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG PUSHPUSH-PULL Khóa Sw2 đóng D2 đóng, D1 ngắt Ns v x = −vS = Vs N p Ns − V0 vLx = vx − V0 = Vs N p ( ) ⇒ ∆i L x ON Ns − V0 Vs N p = ⋅ DT Lx BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG PUSHPUSH-PULL Khóa Sw1 Sw2 ngắt : Dịng qua cuộn sơ cấp Dòng qua Lx liên tục => D1, D2 đóng vx = vLx = vx − V0 = −V0 ∆iLx ∆iLx V0 =− ⇒ = T Lx ∆t − DT V0 ∆iLx (OFF ) = − − D T Lx BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG PUSHPUSH-PULL Quan hệ áp ngõ ngõ vào Dòng qua Lx liên tục ∆iLx (ON ) + ∆iLx (OFF ) = N s Vs − V0 N p V0 DT + − D T = Lx Lx Ns D ⇒ V0 = 2Vs N p BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG PUSHPUSH-PULL Độ nhấp nhô điện áp tụ Tương tự Buck ∆V0 − 2D = V0 32 Lx Cf BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG PUSHPUSH-PULL BT : Vs=50V; Np/Ns=2; Lx=300µH; C= 200uF; R=8Ω; f = 30kHz; D=0.35 Xác định : Điện áp ngõ Dòng cực đại cực tiểu cuộn kháng Độ nhấp nhơ áp tụ Vẽ dạng dịng điện qua Lx, D1, D2, Sw1, Sw2 BỘ BiẾ BiẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FULLFULL-BRIDGE Sơ đồ nguyên lý BỘ BiẾ BiẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FULLFULL-BRIDGE Xung điều khiển Tìm quan hệ áp áp vào ? BỘ BiẾ BiẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FULLFULL-BRIDGE Xung điều khiển Ns D V0 = 2Vs N p BỘ BiẾ BiẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG HALFHALF-BRIDGE Sơ đồ nguyên lý Tìm quan hệ áp áp vào ? Xung điều khiển BỘ BiẾ BiẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG HALFHALF-BRIDGE Sơ đồ nguyên lý Ns D V0 = Vs N p Xung điều khiển BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC ĐA NGÕ RA Sơ đồ nguyên lý flyback BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC ĐA NGÕ RA Sơ đồ nguyên lý Forward BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC Sơ đồ hệ điều khiển BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC Sơ đồ hệ điều khiển ... DẠNG FLYBACK Các giả thiết : - Điện dung tụ C đủ lớn => điện áp Vo = const - Mạch xác lập, đại lượng áp dịng tuần hịan - Tỳ số đóng D (chu kỳ đóng cắt khóa : T) - Các linh kiện khóa diode lý... vLx, vD3 - Suy biến thiên dòng ∆iLx - Suy biến thiên dịng ∆iLm - Phương trình dịng iSw BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FORWARD Khi khóa S ngắt -Viết phương trình v3, v1, v2, vLx - Suy biến... dây : - Cuộn truyền lượng cho tải khóa S đóng - Cuộn cung cấp đường dẫn cho dịng từ hóa S ngắt giảm dịng trước kết thúc chu kỳ BỘ Bi BiẾ ẾN ĐỔ ĐỔII DC/DC DẠ DẠNG FORWARD Khi khóa S đóng -Viết